Der grundlegende Unterschied zwischen kollaborativen Robotern und herkömmlichen Industrierobotern liegt nicht nur in ihrem Aussehen oder ihrer Tragfähigkeit, sondern vor allem in ihrer zugrundeliegenden Steuerungsarchitektur. Kollaborative Roboter nutzen Kraft-/Drehmoment-Regelkreise und gewährleisten so inhärente Sicherheit in Situationen, in denen Menschen und Roboter zusammenarbeiten.
| Name | Kollaborativer Roboter der CR-Serie | ||
| Spezifikation | Modell | CR16-960 | |
| Nutzlast | 16 kg | ||
| Erreichen | 960 mm | ||
| Freiheitsgrade | 6 drehbare Gelenke | ||
| HMI | 10,4-Zoll-Teach-Pendant oder mobiles Terminal Web-App | ||
| Bewegung | Wiederholbarkeit | ±0,03 mm | |
| Achsenbewegung | Arbeitsbereich | Höchstgeschwindigkeit | |
| 1 Achse | ±360° | ±180°/s | |
| 2 Achsen | ±360° | ±180°/s | |
| 3 Achsen | ±360° | ±225°/s | |
| 4 Achsen | ±360° | ±225°/s | |
| 5 Achsen | ±360° | ±225°/s | |
| 6 Achsen | ±360° | ±225°/s | |
| Maximale TCP-Geschwindigkeit | 3,0 m/s | ||
| Höchstgeschwindigkeit auf gerader Strecke | 1,5 m/s | ||
| Merkmale | IP-Klassifizierung | IP54/IP65 | |
| Werkzeugschnittstelle | GB/T 14468.1-50-4-M6 (entspricht ISO 9409-1) | ||
| Stromversorgung | 220–240 V AC, 47–63 Hz, 10 A / 100–200 V AC, 47–63 Hz, 16 A | ||
| E/A-Anschlüsse | 2 digitale Ein-/Ausgänge, 24 V, 0,6 A | ||
| Lagertemperaturbereich | -40℃-55℃ | ||
| Roboterabmessungen | 1180 x 388 x 205 mm | ||
| Maschinengewicht | 37 kg | ||
| Stromverbrauch | Typischer Stromverbrauch: 400 W | ||
| Installation | Bodenmontiert, kopfüber, freitragend. Installation in jeder Richtung möglich. | ||
| Schaltschrank | Leistungsaufnahme | 200–240 V AC, 47–63 Hz, 10 A; 100–200 V AC, 47–63 Hz, 16 A | |
| Nennausgangsleistung | 48 V bei 600 W | ||
| Gewicht | 13,6 kg | ||
| Arbeitstemperaturbereich | -10-50℃ | ||
| Lagertemperaturbereich | -40-55℃ | ||
| Betriebsfeuchtigkeit | 20–70 % relative Luftfeuchtigkeit | ||
| Lagerfeuchtigkeit | 10%-95% (nicht kondensierend) | ||
| Luftdruck | 70-106 kPa | ||
| IP-Klassifizierung | IP44 | ||
| Lärm | ≤55 dB | ||
| Kommunikationsschnittstelle | CAN, RS485, LAN, EtherCAT, INC-Encoder-Signal lA+, A-; B+, B-; Z+, Z- | ||
| Benutzeroberfläche | 16-Kanal DI (PNP-Typ, L: -3V~5V, H: 11V-30VDC, 2~15mA), 16-Kanal DO (PNP-Typ, 22~28V, Max: 0,5A) | ||
| Kontrollkästchen | Bildschirmgröße | 10,4 Zoll | |
| Bildschirmauflösung | 800 x 600/60 Hz | ||
| Touchscreen-Typ | Kapazitiv | ||
| Betriebstemperaturbereich | 0℃~50℃ | ||
| Betriebsfeuchtigkeitsbereich | 10~90% relative Luftfeuchtigkeit (nicht kondensierend) | ||
| Schutzklasse | IP54 | ||
| Abmessungen | 295*225*45 (ohne Griff) | ||
| Gewicht | 1,3 kg | ||
a. Leistungs- und Kraftbegrenzung: Eingebaute Drehmomentsensoren überwachen das Drehmoment an jedem Gelenk in Echtzeit, wodurch Kollisionskraftschwellenwerte unterhalb der biomechanischen Toleranzgrenzen des menschlichen Körpers konfiguriert werden können.
b. Sicherheitsüberwachter Stopp: Verfügt über integrierte Sicherheits-I/O-Verriegelungsfunktionen.
c. Geschwindigkeits- und Abstandsüberwachung: Ermöglicht die Echtzeit-Anpassung der Bewegungsgeschwindigkeit über eine Sicherheits-SPS.
d. Wiederholgenauigkeit: ±0,02 mm
e. Collaborative robots are ideally suited for flexible manufacturing environments characterized by high-mix, variable-batch production—such as laser marking of medical devices, precision assembly, and optical inspection. While maintaining industrial-grade repeatability, they provide a collaborative workspace between humans and machines that is unattainable with traditional robotic systems.
The application value of collaborative robots is based on three major technical pillars: torque control, visual guidance, and flexible deployment. Below, we will comprehensively analyze their application directions from a technical perspective.
I. Precision Assembly and Force Control Technology
Traditional rigid assembly has extremely high requirements for positional accuracy. Even a slight deviation can lead to damage. Collaborative robots adopt a force/position hybrid control method, where the end effector can immediately sense the contact force and actively adapt to it. Typical applications include insertion of electronic connectors and bearing press-fitting. The force control accuracy can reach ±0.5N, and the gap tolerance has been relaxed from 0.01mm to 0.1mm, significantly reducing the requirements for the positioning accuracy of the front end.
II. Surface Treatment and Adaptive Grinding
The workpiece blank has a ±1mm dimensional tolerance, which is difficult for traditional position control robots to handle. The collaborative robot maintains a constant contact force between the tool and the workpiece surface through constant force control, automatically compensates for trajectory deviations, and is suitable for scenarios such as grinding of car bumpers, polishing of bathroom hardware, and sanding of wood products.
III. Machine Vision Guidance and Zero-Teaching Grasping
The collaborative robot equipped with 2D/3D cameras achieves visual servoing through hand-eye calibration. The deep learning model can identify the pose of scattered and stacked workpieces and plan the grasping trajectory in real time. During product changeover, only the visual model needs to be switched, reducing the programming time from several hours to minutes. It can also be used for quality control tasks such as product appearance inspection, size measurement, and OCR character recognition.
IV. Mobile Collaborative Composite Robot
The collaborative arm is mounted on the AMR chassis to form an integrated "hand-eye-foot" system. It is suitable for cross-workstation material handling and operation scenarios, such as in the automatic machining line: The AMR moves to the CNC machine, the mechanical arm grabs the blank and feeds it into the spindle, and after completion, the finished product is taken out and sent to the inspection station. Communication uses 5G + OPC UA to achieve millisecond-level collaboration.
V. Post-processing of Laser Processing and Additive Manufacturing
Die kollaborativen Roboter arbeiten mit den Laseranlagen zusammen, um Schneid-, Schweiß-, Markierungs- und Reinigungsvorgänge durchzuführen. In der Medizintechnik werden hochpräzise kollaborative Roboter zur Lasermarkierung von UDI-Codes eingesetzt; in der Nachbearbeitung von 3D-Drucken dienen sie dem Entfernen von Stützstrukturen und der Oberflächenbearbeitung.
VI. Palettieren, Entpalettieren und Verpacken
Die kollaborativen Roboter eignen sich für das Palettieren und Entpalettieren in verschiedenen Logistiklagern und am Ende von Produktionslinien. Sie können Kartons unterschiedlicher Größe automatisch erkennen und nach voreingestellten Mustern stapeln, wodurch das manuelle Heben schwerer Lasten entfällt und das Risiko von Arbeitsunfällen reduziert wird.
Die technologische Entwicklung kollaborativer Roboter von „wiederholten Aktionen an festen Positionen“ hin zu „Umgebungsanpassungsfähigkeit und vielfältigen Aufgaben“ hat es ihnen ermöglicht, verschiedene Anwendungsszenarien zu erfüllen und dadurch großen Komfort zu bieten.
